基于品牌识别的智能灌装机造型研究

袁浩 王大龙 马杰

关键词：智能灌装机 造型设计 品牌识别 产品族 语义差分法

引言

工业革命开启了机械化生产的新时代，标准化大批量的生产模式成为了现代化生产的主要方式。近年来，以灌装机械为主的各类包装机械在食品、医药、农化、日化等行业中得到广泛的应用。据统计，2010年美国包装设备生产总值位居世界第一位，达到了86亿美元，其他发达国家为了扩大包装设备的生产和外销能力，也开始引进各领域的高新技术及人员，打开了包装机械行业的新局面[1]。在自动化包装生产中，智能灌装机起到了尤为重要的作用。产品走向智能化的同时，产品设计也开始面临新的挑战，如何建立具有品牌识别度的产品形象是企业发展必须解决的难题，通过造型设计建立良好的产品形象是传达品牌形象的重要途径。目前大部分中小企业仍以产品功能为中心，忽略产品造型设计和产品形象体现的品牌价值，导致产品形象毫无特色，品牌识别度低，没有市场竞争优势，这对企业长足发展非常不利。产品形象的品牌化是在产品功能价值基础上进行的一种增值手段，从企业品牌意象定位出發，结合产品特征进行产品造型设计，建立符合品牌定位的产品形象，通过产品形象传达企业的品牌形象，为企业提供持续的发展动力。

一、品牌识别及原理

（一）品牌及品牌识别

“品牌”一词源于古斯堪的纳维亚语“Brandr”，代表“烙印”的意思，是一种通过在物品上印刻标记从而区别于他人私有财产的方式。品牌的存在必须以具有识别性为前提，没有识别性的品牌没有意义。品牌识别是通过产品、企业形象等外在表现形式和内在核心价值共同构成区别于其他品牌的特殊联想 [2]。

品牌识别分为视觉识别和理念识别。研究表明，人的认知信息大约80%都是通过视觉获得的[3]。产品形象是视觉识别的重要组成部分，产品形象的视觉识别主要体现在产品的造型、色彩、材质及装饰四个方面。理念识别是一种内在的识别，是基于视觉识别的基础上进行品牌的内在核心价值和内涵的识别，包含企业理念、精神、文化，是品牌识别的核心[4]。

（二）品牌识别与产品的关系

产品是品牌识别的重要载体，也是品牌形象传播的重要途径。产品识别是通过设计语言使产品表现出相同的风格，使产品形象的统一性得到延续[5]。目前针对复杂机械产品外观造型的品牌识别研究已较为成熟，主要体现在造型形态和色彩的家族化研究方面。

形态方面：何玢洁[6]在研究煤矿井下履带钻机的产品族造型设计中采用产品DNA提取的方法，形成了履带钻机具有品牌特色造型DNA，并完成具有品牌家族特征的履带钻井造型设计；赵敬杰[7]等在净烟器产品族造型设计中将净烟器进行特征分解，形成通用基因、可适应基因及个性化基因三种产品族基因，通过对三种造型基因进行分析最终完成净烟器的品牌造型设计；易军[8]等从产品形象的角度出发，剖析了工程机械的形态特征并提取产品的意象风格，提取具有高识别度的造型特征，最终完成了三一集团STC250起重机造型设计。色彩方面：李江泳[9]针对工程机械的色彩特点和设计影响因素，探究基于品牌识别的色彩设计过程，提出基于品牌识别的工程机械色彩设计方法，并通过液压挖掘机的色彩设计案例进行验证；高慧[10]解析了色彩对提升工程机械品质、提高产品价值的重要性，分析了产品识别特征的第一视觉要素是色彩，在此基础上提出通过合理的产品色彩设计，正确传达产品信息，塑造企业品牌形象，提升产品价值的设计方法。由此可见这两个方面对产品造型的品牌识别具有较大的影响。

二、智能灌装机特征分析

智能灌装机是一种新兴的非标自动化包装机械设备，主要功能是进行工业物料（包括粉体、液体）的自动化灌装。目前国内的智能灌装机生产厂家较多，核心功能、技术较为成熟，但在造型设计方面却相对杂乱无章。

（一）智能灌装机的功能特征分析

通过对国内外较为知名品牌的智能灌装机进行市场调研，选取了世界顶尖的包装设备厂商德国克朗斯生产的灌装机为例进行功能特征分析，见图1。

克朗斯“craftmate C”灌装机的主要功能部件为下料、电控、控制面板、灌装、传动、输送、旋盖以及外框防护等部件。各功能部件结构紧密相连，但在空间分布上较为独立，产品造型主要体现在外框防护部，外框防护部的形态受到功能部件的外形尺寸和安装位置影响。

实际参与江苏汤姆森智能装备有限公司的智能灌装机生产、装配及调试过程后发现，智能灌装机实际使用与传统机床设备区别较大，为了兼用多种包材，在安装和调试中均存在结构调节的过程，为了保证功能调节的方便，因此在机身上设计多个调节窗口，主要分布在外框防护部上，包括前后可视门窗，不锈钢门板及一些其他部位的可拆卸钣金。

（二）智能灌装机造型特征分析

根据市场调研结果发现目前市场上仅有少数品牌的智能灌装机形成较为明显的品牌风格，大部分智能灌装机造型较为杂乱。选取市场上较为知名的6个品牌的14款智能灌装机作为样本进行造型特征分析。智能灌装机形态较为固定，分割面多为矩形，其造型风格主要体现在特征轮廓、门窗形式及装饰布局三个方面。实际参与智能灌装机的设计过程后得知，可视门窗的形式由其动力部件的安装布局决定，在不改变其功能部件布局的前提下根据门窗形式将智能灌装机造型分为窗口式和开门式，由此对以上品牌的智能灌装机案例进行特征分析，如图2。

通过以上对智能灌装机造型轮廓特征提取结果进行分析可知，智能灌装机造型轮廓形态均为简单的几何图形通过叠加、合并、变形等形式演变而来。而不同品牌的智能灌装机造型轮廓通过不同形式的演变形成了其独特的造型元素，即为家族特征，通过将家族特征元素运用在同一品牌产品的造型设计中，使产品形象风格统一，能够增强产品的品牌识别度。

（三）色彩分析

色彩是产品识别的第一要素，人在观察物体的过程中，前20s色彩识别占80%，形态识别占20%；5min后各占一半，并保持此状态[9]。灌装机械的色彩运用与传统的工程机械对比有较大差异。工程机械体量较大，工作环境为较为恶劣的户外，为保证结构稳固，材质主要为碳钢，同时表面做喷漆处理，喷漆颜色一般为企业标准色或较为鲜艳的色系，保证表面光洁美观。而灌装机体量相对较小，且一般在无尘车间运行，其造型只起到防护作用，因此整体采用304不锈钢材质的钣金进行拼接，考虑材料限制在设计时需要设定钣金拉丝方向，保留材质本身的视觉效果，外表面拉丝使造型表面金属质感强，更具科技感。

由图3可知，各品牌智能灌装机的色彩运用与企业形象标识存在紧密的联系。智能灌装机的色彩搭配方式较为统一，主色均为银色（不锈钢原色），特征色为企业标准色或与标准色色相相同明度相近的色彩，且企业标准色明度均较低，例如克朗斯的“酱蓝”、利乐的“深蓝”、永创和乐惠采用的“深红”以及KHS采用的“褐色”。蓝色为冷色系，明度较深，代表着稳重、坚硬及科技；红色是暖色系，代表着热情，警示性强；褐色有着沉静、平和、安定的寓意；而银色则为中性色，与蓝色或红色搭配能较强地突出这两种颜色的色彩意象，而与褐色搭配则体现出沉稳、安定的视觉感受。以克朗斯为例，LOGO颜色为蓝色，将“克朗斯蓝”应用在灌装机的装饰板金上，通过平涂色彩使得装饰板金的造型特征更为突出，进一步增强产品的品牌识别度。同时由以上品牌智能灌装机色彩布局比例可知，各品牌灌装机色彩布局较为相似，企業标准色集中运用在造型面的装饰钣金处或LOGO处，其中克朗斯、永创、KHS、斯拉克品牌灌装机标准色运用面积约为识别面的1/8，而利乐与乐惠品牌灌装机标准色面积约为识别面的1/16，1/16的色彩搭配比例一般用在“开门式”的灌装机上。

三、基于品牌识别的智能灌装机造型设计

根据品牌形成和识别原理，基于品牌识别的设计方法可以分为企业形象标识意象提炼、产品族造型特征提取、色彩提炼及产品设计四个方面，具体设计流程如图4所示。

（一）企业意象分析

企业意象包括视觉意象和理念意象，视觉意象的主要来源是企业形象标识的形态和色彩。江苏汤姆森智能装备有限公司的形象标识（LOGO）主要由“TOM”三个大写英文字母及“汤姆”两个汉字组成，其构成形态与色彩的意象分析如表1所示。

（二）产品族造型特征提取

具有品牌特征的产品形象构成主要体现在产品族特征的继承与创新，本次选取了江苏汤姆森智能装备有限公司生产的DGP-Z-D型直列活塞式灌装机和DGP-SCZ-12灌装机进行造型特征对比，并提取特征造型进行优化和创新设计。

汤姆森生产的智能灌装机从整体造型看已初步具有产品族的特征，主要体现在：①轮廓形态相同，造型结构体现出对称性，门窗形式为窗口式，侧面造型轮廓为四周带圆弧角的矩形，控制面板的安装位置均处于设备顶部的右前方；②色彩搭配相同，布局比例相同且体现出对称性；③材质均为304不锈钢④LOGO均采用激光雕刻在顶部的弧形钣金中间，下侧门板和门窗的钢化玻璃上粘贴了LOGO，如表2。

与市场上知名的智能灌装机造型对比发现，大部分智能灌装机的造型轮廓均为直线型，棱角分明，而汤姆森的设备造型侧面均采用了外圆弧角，具有与其他品牌产品不同的形态元素，因此本次选用圆弧角为家族特征进行造型发散。

选取汤姆森智能灌装机的特征造型轮廓，引入一种特征点标定的轮廓变形方法，将特征点自由度描述为特征点的距离关系。依据此方法对选定的特征轮廓进行特征点设定，以基准轮廓建立2维坐标系，向外拓展为正值，向内收缩为负值，将轮廓的变形转换为特征点坐标的移动。为进行轮廓特征的迭代遗传，设定不变的特征点为硬点，即权重较大的点，其形态和位置基本稳定不变；可变的特征点为软点，及权重较小的点，其自由度高，可随意进行坐标变换。本次目标轮廓由于形态较为规则对称，因此分别选定一组特征硬点、两组特征硬点和四组特征硬点进行形态变换，一组轮廓特征标定两个点，并在特征硬点处设置一个特征软点，得到以下轮廓发散方案，如图5所示。

（三）意象评价分析

造型意象是指产品造型的风格意象，即通过合适的风格词汇描述和评价目标产品造型。邓建玮等[11]基于特征匹配原理，验证了造型轮廓对用户进行风格感知有着最显著的影响。为探究风格的感知机制，Chan[12]探究了产品风格与特征的相互关系，最终得出“风格可量化”的结论。因此通过总结以上设计方案的造型意象风格评价可以得到最终设计结果。

通过以上对汤姆森智能装备有限公司的企业形象意象分析，结合对已经购买并使用江苏汤姆集团生产的智能灌装机的客户进行回访调查，以安全稳定、整齐有序、美观大方作为本次智能灌装机的造型设计定位，并选定稳固、秩序、美观三个感性意象词汇运用语义差分法制作方案风格评价量表，由企业专家、机械工程师及设计相关专业的学生等40人对以上四种方案进行评价，结果如表3所示。

将以上评价数据输入SPSS进行描述统计得到标准值矩阵；采用主成分分析得到各成分的相关性矩阵和特征值及对应的方差贡献率，结果如表4。

四、智能灌装机造型设计

通过以上评价分析最终得到本次造型设计轮廓的最佳方案，并将二维形态进行三维模型的转换，常见的工业设计三维转换方法有拉伸、扫描、旋转等。

结合最终轮廓形态特性，选用拉伸的方法建立三维模型，考虑到钣金加工、拼接对产品造型视觉效果的影响，同时针对原始产品LOGO放置的位置和形成方式造成的视觉识别障碍，综合评定，将造型轮廓运用在俯视面进行拉伸，减少机身正面的钣金拼接次数，同时也避免LOGO处于圆弧面，造成识别障碍。根据原始产品的功能布局确定功能部件的安装位置，同时结合钣金加工特性进行产品造型的区域划分，保留原有功能造型（输送区、油水分离区、安全开关等）并进行优化。应企业要求将控制面板内嵌于机身正面，确定窗口比例，最终通过SOLIDWORKS软件完成智能灌装机的三维造型表达，并运用key shot软件赋予材质和颜色进行渲染，见图6。

（一）形态

保留了汤姆森产品造型的圆弧角特征，整体呈现四周包围式，形态对称，增强视觉安全感和稳定感，改变原始平面的造型，主要造型面与圆弧钣金有高度差，使造型的体量感更强，同时也显得较有个性。轮廓方案运用在俯视面，最大程度地降低了材质加工对造型美观性及视觉识别的影响，而内嵌式的控制面板保证了产品造型的整体性。

（二）色彩

参考上文中智能灌装机色彩搭配及运用比例的分析与结论，LOGO处采用汤姆森标准蓝色进行装饰，其色彩比例约为识别面的1/8。考虑到红色与蓝色在色彩意象上的特点以及搭配视觉效果较为突兀，因此放弃了红色的运用，将LOGO颜色换为白色，与蓝色对比视觉效果突出。参考汤姆森企业意象和原始产品中体现的对称性，窗口四周及控制面板安装区域均采用黑色，降低对造型对称性的破坏，其余部分皆保留不锈钢原色。

（三）材质及装饰

整体采用304不锈钢材质，由钣金搭建而成，因材料限制设定圆弧钣金拉丝方向垂直于地面，其他钣金拉丝方向平行于地面，有利于材质视觉效果的统一表达。考虑加工成本和视觉效果，LOGO采用有机玻璃UV打印实现，控制面板处整块面板采用黑色有机玻璃，表面光洁美观。窗口四周采用不锈钢喷塑工艺，颜色为高光黑。智能灌装机的装饰较为简单，参考案例分析中的装饰布局，将LOGO位置放置于产品顶部的右侧，窗口下方的钣金左侧粘贴灌装机型号，完善产品信息的传递。

最终造型在保证功能造型部位的基础上既继承了原始的家族特征，又进行了创新设计，从造型、色彩、材质及装饰四个方面均提高了识别度，体现了稳固、秩序和美观的产品意象，较好地表达了汤姆森品牌的产品形象，为汤姆森品牌的产品造型设计提供品牌化设计思路和方法。

结论

随着智能灌装机的快速发展，市场竞争的重心已逐渐由功能转向造型，产品功能已无法满足现代消费者的购买需求，如何利用设计手段打造具有品牌形象识别度的产品造型，满足用户的品牌需求，是现代企业必须攻克的难题，也是企业发展必须面临的挑战。本文通过对市场上知名品牌智能灌装机的识别特征进行分析总结，基于企业意象表达，提出一种基于品牌识别的智能灌装机造型设计方法，并以江苏汤姆森智能装备有限公司的智能灌装机造型设计项目为实例，利用此方法提取灌装机的品牌识别要素，完成智能灌装机的造型创新设计，具有较强的品牌识别度，能较好地表达汤姆森的品牌形象，具有可行性和科学性，可以为同类型的产品造型设计提供一定的参考和借鉴。